Акселерометр

 

АКСЕЛЕРОМЕТР, содержащий установленные в корпусе источник и приемник излучения, подпружиненную массу и поглотитель излучения,между которыми размещен плоский световод, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, в нем световод выполнен из фотоупругого материала и расположен от поглотителя излучения на расстоянии, равном длине волны излучения источника , причем на входе плоского световода установлен поляризатор, а на выходе - анализатор излучения.

СОЮЗ COBETQHHX

WUNVNI

РЕСПУБЛИК

„„ „„Т ИИ274

4(51) С 01 P 15/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ И. ОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ВСУХУЮ. .1 9 описАник изоиектя

И Ав ГОРСКОМУ С63ИДЕТИЧЬСТВ У

33 (21) 3463866/24-10 (22) 02.07.82 (46) 23.06.85. Бюл. Ф 23

:(72) А.А. Аватков, В.И. Бусурин, A.Í. Гусев и Л.А. Скородумова (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (53) 531.768 (088.8) (56) !. Патент США У 4226120, кл. G 01 P 15/08, опублик. 7. 10.80.

2. Патент Японии В 52-34505, кл. 111А, опублик. 3.9.77.

3. Заявка ФРГ В 2620914, an. С О! Р 15/08, опублик. 31;08.78 (прототип) . (54) (57) AKCEJIEPOHETP, содержащий установленные в корпусе источник и приемник излучения, подпружиненную массу и поглотитель излучения, между которыми размещен плоский световод, отличающийся тем, что, с целью повьппения чувствительности, в нем световод выполнен из фотоупругого материала и расположен от поглотителя излучения на расстоянии, равном длине волны излучения источника, причем на входе плоского световода установлен поляризатор, а на выходе — анализатор излучения.

1163274

Устройство содержит стеклянную подложку 1, с одной стороны которой нанесено светапоглощающее покрытие 2, установленную в корпусе 3. На дру гой стороне стеклянной подложки крепится световад 4, выполненный в виде изатропной в ненагруженном состоянии пластины, например из стекла или кварца. Воздушный зазор 5 между ними иМеет величину, равную длине волны источника излучения. Создаваемое источником 6 излучения излучение поляризуется в:поляризаторе 7, вво";

Изобретение относится к измерению параметров движения, в частности к датчикам линейных ускорений с оптическим чувствительным элементом.

Известные акселерометры с опти,ческим чувствительным элементом сложны, имеют относительно низкую чувствительность и помехозащищенность вследствие характера кинематических связей в них, при котором чувствительность измерительного преобразователя обусловлена законом перемещения светового пятна в оптической системе акселерометра 1 и 123.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемым результатам явЛяется акселерометр, содержащий установленные в корпусе источник и приемник излучения,подпружиненную массу и поглотитель излучения, между которыми размещены плоский световод Е3 3.

Недостатком известного устройства является относительно низкая чувстви25 тельность, обусловленная характером кинематической связи световода и поглотители излучения.

Целью изобретения является повышение чувствительности акселерометра.

Указанная цель достигается тем, что в акселерометре, содержащем установленные в корпусе источник и приемник излучения, подпружиненную массу и поглотитель излучения,между которыми размещены плоский световод, последний выполнен из фотоупругого материала и расположен от поглотителя излучения на расстоянии, равном длине волны излучения источника, причем на входе плоского светавода установлен поляризатор, а на выходе — анализатор излучения.

На чертеже представлена упрощенная конструктивная схема акселерометра.

45 дится с помощью призмы 8 ввода в световод 4, распространяется путем полных внутренних отражений по световоду 4, и, проходя через призму вывода 9 и анализатор 10, поступает на приемник 11 излучения. Инерционная масса 12, выполненная из материала с большой плотностью прдпружинивается пружиной 13 со стороны крышки 14 корпуса 3.

Акселерометр работает следующим образом.

При наличии ускорения по оси чувствительности, совпадающей с направлением, перпендикулярным плоскости световода, происходит деформация световода. Вследствие фотоупругости возникает наведенная анизотропия материала световода 4 и изменяется плоскость поляризации света, проходящего путем полных внутренних отражений по световоду 4.

При прохождении луча через анализатор 10 в зависимости от угла поворота плоскоети поляризации меняется амплитуда светового сигнала, который регистрируется приемником

11 излучения.. Одновременно, при воздействии ускорения по оси чувствительности уменьшается воздушный зазор 5 между световодом 4 и стекляной подложкой 1. Уменьшение воздушного зазора 6, первоначально равного длине волны излучаемого света, приводит к тому, что излучение от источника 6 излучения начинает частично проходить через зазор 5 в стеклянную подложку 1, где поглощается на светопоглощающем покрытии 12, уменьшая тем самым величину отраженного светового потока, достигающего приемник 11 излучения.

Уменьшение сигнала приемника излучения при наличии ускорения по оси чувствительности достигается за счет изменения плоскости поляризации в светаваде и уменьшения величины отражеинога световаго потока, распространяющегося па световоду.

При этом и результате оптического туннельного эффекта возникает еще и дополнительный сдвиг фаз между параллельной и перпендикулярной компонентами оптического излучения.

Благодаря этаку конструкция акселераметра обеспечивает увеличение чувствительности при измерении ускорения.